2022年陰極電泳涂裝簡(jiǎn)介及其工藝發(fā)展前景

陰極電泳涂裝簡(jiǎn)介及其工藝發(fā)展前景所謂陰極電泳涂裝，是一種特別的涂膜形成方法，以被涂物為陰極，所采納的電泳涂料是陽(yáng)離子型（帶正電荷）它是將具有導(dǎo)電性的被涂物浸漬在裝滿水稀釋的、濃度比較低的電泳涂料槽中作為陽(yáng)極，在槽中另設(shè)置與其相對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極，在兩極間通直流電，在被涂物上析出均一、水不溶的涂膜的一種涂裝方法。

電泳涂料源于20世紀(jì)30年月，從20世紀(jì)60年月中期開頭討論合成陽(yáng)離子型樹脂，并于20世紀(jì)70年月初用于對(duì)耐腐蝕性能要求高的家用電器上作底漆，隨后漸漸開發(fā)出了耐蝕性能更高且具有裝飾性效果的陰極電泳涂料，由于其具有優(yōu)良的防腐蝕性、高泳透率、高流平性、高裝飾性且涂裝自動(dòng)化程度高、涂裝污染少等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車工業(yè)中，并推廣應(yīng)用到建材、輕工、家用電器等工業(yè)領(lǐng)域以及五金和工藝品的表面防腐和裝飾。

1.陰極電泳原理

陰極電泳是帶正電荷的陽(yáng)離子樹脂通電后向陰極移動(dòng)，由于陰極四周pH值上升，發(fā)生粒子交換，陰極涂料就析出覆到試件上。概括起來(lái)，它包括電解、電泳、陰極電沉積、

電滲四種現(xiàn)象。下面以環(huán)氧樹脂類陰極電泳漆為例，來(lái)分析陰極電泳過(guò)程。

環(huán)氧樹脂一般帶有堿性基團(tuán)，用有機(jī)酸(如醋酸)中和后生成鹽而溶于水。同時(shí)，由于水的離解，在直流電場(chǎng)作用下，陰極電泳過(guò)程如下:

(1)電解反應(yīng)：2H20+2e－=H2↑+20H－；

(2)電泳：RN+H(C2H4OH)2:和H+向陰極運(yùn)動(dòng)；

(3)陰極電沉積：由H+在陰極放電，陰極和漆液界面處，OH-濃度上升，當(dāng)OH-濃度增加到肯定數(shù)值時(shí)(pH值最高可達(dá)12)，漆膜便在陰極(工件)表面產(chǎn)生沉積；

(4)電滲：電泳涂裝過(guò)程中，漆膜沉積的初始階段，

粒子(或離子)電荷不肯定全部被中和、放電。沉積所得的漆膜結(jié)構(gòu)是疏松的，含水量相當(dāng)高，離子能通過(guò)。因此，電滲的作用是：當(dāng)連續(xù)通電時(shí)，陰極表面產(chǎn)生的陰離子通過(guò)漆膜向陽(yáng)極方向移動(dòng)，并在漆膜表面與涂料粒子中和形成新的沉積漆膜。同時(shí)，陰離子滲出時(shí)夾帶著水分子移動(dòng)，使漆膜內(nèi)所含水分漸漸排到漆膜外，最終形成含水率很低，電阻相當(dāng)高的致密漆膜，這種漆膜就可直接進(jìn)入烘箱中固化，形成最終的電泳涂層。

2.陰極電泳的特點(diǎn)

電泳涂裝明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。它與其他涂裝方法相比較，具有下述特點(diǎn)：

(1)陰極電泳漆具有優(yōu)異的抗腐蝕性能。

(2)陰極電泳底漆涂層勻稱、平整、光滑，具有精彩的附著力、耐沖擊性能、耐腐、防銹性，已經(jīng)能很好地滿意底漆所要求的各項(xiàng)機(jī)械性能，及與中涂、面漆的配套性。

(3)電泳漆是水溶性涂料，以水為溶解介質(zhì)，其有機(jī)溶劑含量低而具有突出的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。

(4)電泳涂裝效率高，涂料損失小，涂料的利用率可達(dá)90％～95％。

(5)用于大量流水線的生產(chǎn)工藝，施工可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)，大大提高勞動(dòng)效率。

3.陰極電泳涂裝的應(yīng)用

目前，世界汽車生產(chǎn)中有92%使用電泳涂料(ED)，其中有90%采納陰極電泳涂料(CED)。以福特和通用汽車公司為例，從1977年1月開頭投建汽車車身陰極電泳涂裝線至今，這兩個(gè)公司的陰極電泳涂裝線占汽車車身涂裝線的99%；而日本各汽車公司為在各國(guó)際市場(chǎng)上獲得競(jìng)爭(zhēng)力量，繼美國(guó)之后，于1977年10月投建了第一條汽車車身陰極電泳線至今，也有95%以上的汽車車身采納了陰極電泳涂裝線。我國(guó)汽車工業(yè)于2O世紀(jì)8O年月中期應(yīng)用陰極電泳漆，如今其次汽車制造廠的東風(fēng)汽車車身，大眾的桑塔納，還有奧迪、標(biāo)致等轎車車身百分之百采納了陰極電泳漆，其他如汽車零部件、車箱、車架等，為提高這些薄板件的使用壽命，也紛紛采納了耐蝕性高的陰極電泳漆。

由于陰極電泳涂料有著優(yōu)良的防腐蝕、滲透性和裝飾性能，不但應(yīng)用在汽車行業(yè)中，還廣泛地應(yīng)用在其他行業(yè)中。如在建筑材料中，防火門、鋼窗等涂裝耐候性好的雙涂層的環(huán)氧樹脂陰極電泳涂料，鋼制家具和間壁材料使用丙烯酸樹脂系陰極電泳涂料。在五金行業(yè)中，電泳鎖具、金屬眼鏡架、自行車部件、文具、皮箱扣、打火機(jī)等用品，均取得了令人滿足的效果。

4.國(guó)內(nèi)外陰極電泳涂裝的進(jìn)展概況

國(guó)外陰極電泳進(jìn)展概況

陰極電泳涂裝最先在美國(guó)應(yīng)用。早在20世紀(jì)60年月中期聯(lián)邦德國(guó)BASF公司和美國(guó)PPG公司首先進(jìn)行了陽(yáng)離子型樹脂的合成(即陰極電泳的討論)。1971年美國(guó)的PPG公司開頭應(yīng)用第一代陰極電泳漆。先在菲利普公司的電冰箱、洗衣機(jī)以及干燥機(jī)等耐腐蝕性能要求高的家用電器上作底漆。1976年6月美國(guó)通用汽車公司將汽車部件采納PPG公司其次代陰極電泳漆(CED一3002)獲得勝利。1977年開頭正式用陰極電泳漆為底漆來(lái)涂裝汽車車身。1978年美國(guó)通用汽車公司和福特汽車公司基本上把原來(lái)使用的65條陽(yáng)極電泳涂裝生產(chǎn)線改用新的陰極電泳涂裝生產(chǎn)線。1977年日本和英國(guó)由美國(guó)PPG公司引進(jìn)技術(shù)以后，他們的汽車涂裝從1978～1979年也向陰極電泳涂裝轉(zhuǎn)化。到1978年底初步統(tǒng)計(jì)，世界上約有120條陰極電泳涂裝線，其中美國(guó)有70條以上，日本有20條，歐洲有10條。到20世紀(jì)80年月初期幾乎全部的汽車電泳線都由陰極電泳取代了陽(yáng)極電泳涂裝。

國(guó)內(nèi)陰極電泳進(jìn)展概況

我國(guó)于1976年開頭陰極電泳涂漆的討論。第一代陰極電泳涂料由當(dāng)時(shí)的兵器部五四討論所(現(xiàn)改為五九所)于1979年首先研制勝利，并在軍工產(chǎn)品上得到了肯定的應(yīng)用。隨后化工部涂料所(現(xiàn)常州涂料化工討論院)、上海涂料所以及沈陽(yáng)、北京、天津等大中型造漆廠也做了大量陰極電泳涂料的開發(fā)研制工作[8]。在“六五”期間我國(guó)涂料工業(yè)從日本、澳大利亞和英國(guó)引進(jìn)了陰極電泳涂料制造技術(shù)和涂料技術(shù)。前幾年我國(guó)先后從美國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó)引進(jìn)先進(jìn)涂料技術(shù)和涂裝設(shè)備。第一條現(xiàn)代化流水生產(chǎn)的汽車車身陰極電泳涂裝生產(chǎn)線于1986年7月在第一汽車制造廠車身廠投產(chǎn)。隨后其次汽車制造廠和濟(jì)南車身陰極電泳線相繼投產(chǎn)，在我國(guó)汽車工業(yè)中形成了陰極電泳涂裝替代陽(yáng)極電泳涂裝趨勢(shì)。到1990年底共建成投產(chǎn)的陰極電泳涂裝線有21條(其中車身涂裝線16條)，至1994年底投產(chǎn)的已接近40條，還有幾條生產(chǎn)力量為10萬(wàn)輛以上陰極電泳涂裝線(一汽-大眾、上海-大眾、天津夏利等大槽電泳線)。到1999年我國(guó)已有幾十條生產(chǎn)線投產(chǎn)，僅10萬(wàn)輛以上的陰極電泳涂裝線就有5條以上(如：第一汽車制造廠大眾有限公司、上海別克汽車有限公司等上百噸的電泳槽生產(chǎn)線)已于2000年之前建成投產(chǎn)。今日陰極電泳漆已占汽車涂裝市場(chǎng)的大部分。

5.結(jié)論

陰極電泳涂裝技術(shù)，